【正文】 實驗十八 磁電式轉速傳感器的測速實驗　霍爾式傳感器振動測量實驗實驗十九 用磁電式原理測量地震＊　 霍爾式傳感器的應用――電子秤實驗實驗二十 壓電式傳感器振動實驗實驗二十一 電渦流傳感器的位移特性實驗實驗二十二 被測體材質對電渦流傳感器的特性影響實驗實驗二十三 被測體面積大小對電渦流式傳感器的特性影響實驗實驗二十四 電渦流傳感器測量振動實驗實驗二十五 電渦流測轉速實驗＊實驗二十六 光纖傳感器的位移特性實驗實驗二十七 光電轉速傳感器的轉速測量實驗實驗二十八 利用光電傳感器測轉速的其它方案＊實驗二十九 集成溫度傳感器的溫度特性實驗實驗三十 鉑電阻溫度特性實驗實驗三十一 銅電阻溫度特性實驗　光纖傳感器測量振動實驗實驗三十二 K型熱電偶測溫實驗 光纖傳感器的測速實驗實驗三十三 E型熱電偶測溫實驗實驗三十四 熱電偶冷端溫度補償實驗＊實驗三十五 氣敏傳感器實驗實驗三十六 溫度傳感器實驗　熱電阻溫度特性實驗實驗三十七 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗――靜態(tài)舉例　實驗三十八 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗－－動態(tài)舉例實驗三十九 PSD位置傳感器測定位移實驗　實驗四十 PSD位置傳感器測量振動＊　實驗四十一 扭矩傳感器的不同的信號傳輸方式＊實驗四十二　超聲波傳感器測量距離實驗實驗四十三 超聲波傳感器的方位角測定實驗＊　實驗四十四 超聲自動開閉門的實驗＊實驗四十五 　CCD電荷耦合器體測定直徑實驗實驗四十六 光學系統(tǒng)對CCD測徑系統(tǒng)的影響＊實驗四十七 光柵位移傳感器位移測量實驗備注：帶＊號實驗為思考實驗，由學生自己動手組建。四、實驗步驟： 根據(jù)圖（1－1）應變式傳感器（電子秤）已裝于應變傳感器模板上。檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關。二、基本原理：不同受力方向的兩只應變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善。4V，調節(jié)電橋調零電位器RW1進行橋路調零，實驗步驟4同實驗一中5的步驟，將實驗數(shù)據(jù)記入表1－2，計算靈敏度S2＝U／W，非線性誤差δf2。 根據(jù)圖1－4接線，實驗方法與實驗二相同。二、基本原理：電阻應變片的溫度影響，主要來自兩個方面。三、 需用器件與單元：應變式傳感器實驗模板、應變式傳感器、砝碼四、實驗步驟： 按實驗一中2的步驟，將差動放大器調零，按圖1－4全橋接線，合上主控臺電源開關，調節(jié)電橋平衡電位RW1。二、基本原理：對于交流應變信號用交流電橋測量時，橋路輸出的波形為一調制波，不能直接顯示其應變值，只有通過移相檢波和濾波電路后才能得到變化的應變信號，此信號可以從示波器或用交流電壓表讀得。 固定低頻振蕩器幅度鈕旋位置不變，低頻輸出端接入數(shù)顯單元的Fin，把數(shù)顯表的切換開關打到頻率檔監(jiān)測低頻頻率，調低頻頻率，用示波器讀出頻率改變時低通濾波器輸出Vo的電壓峰－峰值，填入表1－5。4V、177。4端順序排列見圖2－2。五、 思考題：利用本系統(tǒng)如何進行真空度測量？實驗九 擴散硅壓阻式壓力傳感器差壓測量＊一、實驗目的：了解利用壓阻式壓力傳感器進行差壓測量的方法。三、 需用器件與單元：差動變壓器實驗模板、測微頭、雙蹤示波器、差動變壓器、音頻信號源、直流電源（音頻振蕩器）、萬用表。當鐵芯左、右移動時，觀察示波器中顯示的初級線圈波形，次級線圈波形，當次級波形輸出幅度值變化很大，基本上能過零點，而且相應與初級線圈波形（Lv音頻信號Vpp＝2ｖ波形）比較能同相或反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別直到正確為止。二、 基本原理：差動變壓器的輸出電壓的有效值可以近似用關系式： 表示,式中LP、RP為初級線圈電感和損耗電阻，Ui、ω為激勵電壓和頻率，MM2為初級與兩次級間互感系數(shù)，由關系式可以看出，當初級線圈激勵頻率太低時，若RP2＞ω2LP2，則輸出電壓Uo受頻率變動影響較大，且靈敏度較低，只有當ω2LP2＞＞RP2時輸出Uo與ω無關，當然ω過高會使線圈寄生電容增大，對性能穩(wěn)定不利。F(Hz)1KHz2 KHz3 KHz4 KHz5 KHz6 KHz7 KHz8 KHz9 KHzV0(v)作出幅頻特性曲線。 依次調整RWRW2，使輸出電壓降至最小。四、 實驗步驟： 將差動變壓器按圖3－5，安裝在臺面三源板的振動源單元上。 保持低頻振蕩器頻率不變，改變振蕩幅度，同樣實驗可得到振幅與電壓峰峰值Vpp曲線（定性）。 將電容傳感器電容C1和C2的靜片接線分別插入電容傳感器實驗模板CxCx2插孔上，動極板連接地插孔（見圖4－1）。四、 實驗步驟： 將霍爾傳感器按圖5－1安裝。二、 基本原理：交流激勵時霍爾式傳感器與直流激勵一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。五、 思考題：利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制？實驗十七 霍爾測速實驗一、 實驗目的：了解霍爾轉速傳感器的應用。 將數(shù)顯單元上的開關撥到轉速檔。（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺面板上二個插孔） 將顯示開關選擇轉速測量檔。三、 需用器件與單元：振動臺、壓電傳感器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式傳感器實驗模板。 改變低頻振蕩器的頻率，觀察輸出波形變化。 在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。5mm的量程應如何設計傳感器？ 用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。 分別比較實驗二十五和本實驗所得結果進行小結。五、 思考題：目前現(xiàn)有一個直徑為10mm的電渦流傳感器，需對一個軸直徑為8mm的振動進行測量？試說明具體的測試方法與操作步驟。 低頻振蕩器幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，但振動臺面與傳感器端面不碰撞。兩光束混合后的端部是工作端亦稱探頭，它與被測體相距X，由光源發(fā)出的光纖傳到端部出射后再經(jīng)被測體反射回來，另一束光纖接收光信號由光電轉換器轉換成電量，而光電轉換器轉換的電量大小與間距X有關，因此可用于測量位移。 旋轉測微頭，被測體離開探頭，將其填入表9－1。調節(jié)傳感器連接支架高度，使Vo1輸出在零點附近。如何設計成所謂容柵傳感器。 在霍爾元件上加直流電壓177。實驗二十八 電渦流傳感器的應用――電子秤實驗一、 實驗目的：了解電渦流傳感器用于稱重量的原理與方法。 根據(jù)實驗步驟5及4，計算出未知物重量。 將低頻振蕩器幅度輸出旋轉到零，低頻信號輸入到振動臺的激勵端。（利用三十一結論目測距離大致為線性區(qū)域） 按圖9－2，將光纖傳感器實驗模板輸出VO1與數(shù)顯表Vi端相接，接上實驗模板上177。二、 基本原理：光電式轉速傳感器有反射型和透射型二種，本實驗裝置是透射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電池，發(fā)光管發(fā)出的光源在轉盤上反射后由光電池接受轉換成電信號，由于轉盤上有相間的16個間隔，轉動時將獲得與轉速及黑白間隔數(shù)有關的脈沖，將電脈計數(shù)處理即可得到轉速值。實驗二十九 集成溫度傳感器的特性實驗一、 實驗目的：了解常用的集成溫度傳感器基本原理、性能與應用。即可實現(xiàn)溫度到電流的線性變換，然后在終端使用一只取樣電阻（本實驗中為R2見圖11－1）即可實現(xiàn)電流到電壓的轉換。 在溫度控制儀上設定 t=40℃時，溫控儀面板上有個位十位百位三位溫度值設定按上端為加，按下端為減。表11－1T（℃）V(V) 由表11－1數(shù)據(jù)計算在此范圍內集成溫度傳感器的非線性誤差。加直流源2V，另一端蘭色線接b端，信號直接從b端輸出。常用鉑電阻和銅電阻、鉑電阻在0－℃以內，電阻Rt與溫度t的關系為： Rt=Ro(1+At+Bt2)Ro系溫度為0℃時的電阻。 加177。溫度高的接點就是工作端，將其置于被測溫度場配以相應電路就可間接測得被測溫度值。調RW3 使數(shù)顯表顯示零位，主控箱上電壓波段開關撥到2V檔。當熱電偶自由端溫度升高時（＞0℃）熱電偶回路電勢Uab下降，由于補償器中，PN呈負溫度系數(shù)，其正向壓降隨溫度升高而下降，促使Uab上升，其值正好補償熱電偶因自由端溫度升高而降低的電勢，達到補償目的。 比較VV2二個數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗時的室溫和二輸出值，計算因自由端溫度上升而產(chǎn)生的溫度差。 接上177。 高分子電容式濕敏元件是利用元件的電容值隨濕度變化的原理。 將濕紗布于入干濕腔內，濕度傳感器置于容腔孔上觀察數(shù)顯表頭讀炸變化。實驗時，當點光源照射到PSD敏感面時，由于半導體內部載流小濃度梯度的變化產(chǎn)生橫向光電效應，致使PSD在同一面的不同電極之間出現(xiàn)電壓差，這些電極間便有電流流過，這種電壓和電源隨著光斑位置變化而變化的，便是半導體橫向光電效應，正是一效應。 如圖13－1所示，設I0為光總電流，則流的兩極的電流II2 ，就是I1＝I1＋I2，設I0當光生總電流, 流的兩電極的電流由上式可知入射光改的位置X，它與入射光來的能量元關。 本實驗裝置測試精度為5％，其輸出電壓與相對濕度值如下表所示。圖12－2高分子電容式濕敏元件結構示意圖三、 需用器件與單元：濕敏傳感器、干、濕腔、直流源3V、數(shù)顯單元。 用浸透酒精的小棉球，靠近傳感器，并吹2次氣，使酒精揮發(fā)進入傳感器金屬網(wǎng)內，觀察電壓表讀數(shù)變化。二、 基本原理：本實驗所采用的SnO2（氧化錫）本導體氣敏傳感器屬電阻型氣敏元件；它是利用氣體在半導體表面的氯化和還原反應導致敏感元件阻值變化：若氣濃度發(fā)生，其阻值又將變化，根據(jù)這一特性，可以從阻值的變化得知，吸附氣體的種類和濃度。15V。 在40℃到150℃之間設定Δt＝5℃。四、 實驗步驟： 將K型熱電偶插入到主控板上用于溫度設定。 在常溫基礎上，將設定溫度值可按Δt=5℃讀取數(shù)顯表值。A＝10－2／℃，B＝－10－7／℃2，鉑電阻現(xiàn)是三線連接，其中一端接二根引線主要為消除引線電阻對測量的影響。 用連接線將Vo2端接入數(shù)顯表單元上Vi 端，電壓量程撥至2V檔。此時按“ ”鍵三秒鐘，使面板上的“設定項目指示”圖表中第一個指示燈“控制”點亮，這時顯示窗顯示“控制”設定值，按“∧”或“∨”鍵“控制”設定值符合您需要，再按一下“ ”鍵即轉入下一設定項目……，最后切換至“設定項目指示“燈全熄（顯示窗顯示測量值），完成一個設定循環(huán)，儀表即可投入使用。 將集成溫度傳感器加熱端插入加熱源的一個插孔中，尾部紅色線為正端，插入實驗模板的a端，見圖11－2，另一端插入b孔上，a端接電源＋4V，b端與Vo1相接，R6接地，接上直流源177。三、 需用器件與單元：溫度控制單元、加熱源、集成溫度傳感器、溫度傳感器實驗模板、數(shù)顯單元、萬用表。為克服溫敏晶體管Ub電壓生產(chǎn)時的離散性、均采用了特殊的差分電路。四、 實驗步驟： 光電轉速傳感器已安裝在三源板上，把三源板上的＋5V、接地V0與主控箱上的＋5V、地、數(shù)顯表的Vin相連。 將轉速源2－24V先旋到最小，接于轉動源24V插孔上，使電機轉動，逐漸加大轉速源電壓。保持振動幅度不變，改變振動頻率，觀察示波器波形及峰－峰值，振動頻率不變，改變振動幅度（但不能碰撞光纖探頭）觀察示波器波形及峰－峰值。彈性元件的應力變化、彈性元件的變形量（位移），還有利用其它原理的稱重系統(tǒng)嗎？ 實驗三十一 光纖傳感器測量振動實驗一、 實驗目的：了解光纖位移傳感器動態(tài)特性。三、 需用器件與單元：電渦流傳感器、電渦流傳感器實驗模板、直流源、數(shù)顯表單元、振動臺、砝碼。 調節(jié)傳感器連接支架高度，使傳感器在磁鋼中點位置（要求當振動臺無重物時，調節(jié)傳感器高度使它在線性段起點）調RW2使數(shù)顯表輸出零。＊電容傳感器具有結構簡單，靈敏度高、分辨力高（）動態(tài)響應好，可進行非接觸測量等特點，它可以測量線位移、角位移，高頻振動振幅，與電感式比較，電感式是接觸測量，只能測低頻振幅，電容傳感器在測量壓力、差壓、液位、料位成分含量（如油、糧食中的水份）非金屬涂層、油膜厚度等方面均有應用。 輸入177。五、 思考題：光纖位移傳感器測位移時對被測體的表面有些什么要求？ 實驗 電容傳感器動態(tài)特性實驗一、 實驗目的：了解電容傳感器的動態(tài)性能的測量原理與方法。四、 實驗步驟： 根據(jù)圖9－1安裝光纖位移傳感器，二束光纖插入實驗板上的座孔上。 保持振動臺的振動頻率不變，改變振動幅度可測出相應的傳感器輸出電壓峰－峰值。二、基本原理：根據(jù)電渦流傳感器動態(tài)特性和位移特性，選擇合適的工作點即可測